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声音测定的基础-第3讲“声音作为‘波’的性质” (之2)

音量、电平

从上次开始,我开始解释声音作为“波浪”的性质。我展示了声音是纵波的事实,声音如何在空气中传播,以及波长,声速和频率的表达式作为最基本的关系。好吧,这一次,我将解释声音处理中最熟悉的声音的大小,无论是物理上还是感官上。

“声音的大小”是声音特征中最明显的数量和感觉。
另外,也是声音的三要素之一。这三个要素是“声音的大小”、“声音的高度”、“声音的音色”。其中,作为“音高”的物理度量的频率是通过声音 (声波的声压波动) 每秒重复的空气振动的次数。我上次解释过这个。

许多研究人员对“声音音色”的定义提出了各种意见。以下是音色在两个方向上的定义:声音的识别和印象。

  • 识别 (识别) 声源的线索特征
  • 听到声音的主体从声音中得到的印象的各侧面 (多维属性) 的总称带有感情色彩
    色彩。这种音色印象可以用各种音色表现语来记述。

资料来源:Seiichiro Namba,音色测量和评估方法及其应用实例(应用技术出版1992)

从定义来看,“声音的声音”给人的印象有点困难。关于音色,我们将处理复杂的感觉,并为未来测量领域的发展留下空间。我想把这个话题放在一起。好吧,让我们回到最简单的“声音大小”。

声音是以叫做静压的大气压为中心的空气的振动。标准状态下的大气压力为1013 hPa (百帕),即约10万帕斯卡。声压也同样使用压力单位 [Pa] 帕斯卡。普通人可以听到的声音的最小声音和被认为是我们周围最大的声音的声压分别为20μPa (微帕) 至20 Pa,最小和最大比率为106。你可以看到它的大小与大气压相比相当小。此外,由于存在这样的最小和最大宽度,因此人们在声压下处理声音大小的感觉是非常不方便的。

此外,由于存在称为Weber-Fechner的定律“感觉的大小与刺激强度的对数成正比”,因此在工程领域中,声压通常使用对数量表表示。对于分母,使用20μ [Pa] 作为参考,测量的声压是分子,声压水平是2次幂的常用对数的10倍,单位是 [dB] 分贝。这种相对于某一基准值的对数尺度一般称为“级别”。

  • 声音测定的基础-第3讲“声音作为‘波’的性质” (之2)

(dB)

p 0:20μ [P a] =2×10-5 (N/m 2)
p:测量的有效声压 [P a]

帕斯卡、分贝和声级等概念在本网站“什么是声级计?”页面有详细解释,尤其是在[2. 什么是噪声]和[4. 噪声测量单位]部分。该页面不仅解释了声级计,还全面涵盖了从声音基础知识到噪声法规的所有内容,请查阅。

技术报告 什么是声级计?
[2. 什么是噪声?]
[4. 噪声测量单位]

好吧,即使它与主页上的信息重叠也没有多大意义,因为这篇文章是一个专栏而不是技术材料,我想通过稍微改变品味来推进这个故事。

声音专家总是处理分贝,但对于那些与声音关系不大的人或那些即将从现在开始解决声音问题的人来说,有必要习惯这种对数量表。首先,我在3dB步长和6dB步长的相对声音中添加了声音样本 (波形文件) 。

(单击上面的每个按钮播放各自的声音样本)

你刚才听到的声音叫做白噪声,它的响度不随频率变化。不同类型的声音对白噪声的感知会有所不同,但对于白噪声这种基本信号来说,只要你能体会到3dB的差异就足够了。3dB这个数字对音响工程师来说其实很熟悉。当两个声源的响度相同时,总声压会增加3dB。这里我们就不赘述具体的计算公式了,如果你感兴趣,可以参考“什么是声级计?”一文中的[12. 分贝(dB)的计算]部分。

[12.分贝 (dB) 计算]

如果两个相同的声音增加3dB,则4个声音增加6dB,8个声音增加9dB。如果有10个相同大小的声源,则比1个声源增加10dB。相反,衰减10dB噪声是非常困难的。

汽车噪音的加速噪音限制在这30年间,大型卡车为11dB,乘用车为8dB,摩托车为13dB,分别阶段性地得到了强化。随着法规的加强,汽车制造商已经通过努力解决噪音问题来清除法规,但这一趋势意味着噪音已经大幅降低到10辆到1辆我会的。在第一栏中,我还写了一个关于从个别噪音对策到平衡方法的故事,但如果每个部分的噪音都达到相同的程度,即使采取措施,效果也很小如果你考虑相反的情况,你可以理解。换句话说,有10个几乎相同的水平声源,即使采取其中1个2个措施,也几乎不会影响整体噪音。

(摘自2009年6月18日发行的电子邮件杂志)